電動(dòng)缸是一種精度高、集成性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、輕污染的電作動(dòng)系統(tǒng)。電動(dòng)缸電機(jī)通過同步帶輪、齒輪、渦輪蝸桿等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，具有配合靈活、安裝容易，設(shè)定簡(jiǎn)單、使用方便，另外還具有強(qiáng)度高、回程間隙小、壽命長(zhǎng)、控制性能好、控制精度高、維護(hù)成本低等特點(diǎn)。 現(xiàn)階段我公司已有各種形式的電動(dòng)缸技術(shù)，包括伸縮旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)缸、儲(chǔ)能式電動(dòng)缸、螺母驅(qū)動(dòng)式電動(dòng)缸、電機(jī)融合式大推力電動(dòng)缸、緩沖式電動(dòng)缸、高頻電動(dòng)缸、倒裝式電動(dòng)缸等。

產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

工程車輛是機(jī)械工業(yè)的一個(gè)重要組成部分，在城市建設(shè)、交通運(yùn)輸、能源開采、近海開發(fā)、農(nóng)田水利和國(guó)防建設(shè)中都起著重要的作用，為現(xiàn)代化建設(shè)提供了先進(jìn)的施工機(jī)具和手段。然而隨著全球能源短缺和環(huán)境污染問題，部分發(fā)達(dá)國(guó)家宣布禁售燃油車，我國(guó)工信部也將全面禁售燃油車提上日程。

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電動(dòng)缸現(xiàn)已經(jīng)具有高速、高效率、大功率、高可靠性、高集成性的特點(diǎn)，且維護(hù)成本不到液壓缸的十分之一。工程車在進(jìn)行電作動(dòng)改造后，可有效避免原有液壓缸因跑、冒、滴、漏、換級(jí)沖擊等造成的壽命、效率損失，提高工程車的壽命和能源利用率。

在工業(yè)4.0背景下，伺服電動(dòng)缸因其閉環(huán)控制、高精度、高響應(yīng)、高剛性的特點(diǎn)，更利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化的融合，工程車電作動(dòng)系統(tǒng)將在后續(xù)工程機(jī)械領(lǐng)域中廣泛使用。

可靠性角度分析

液壓缸的系統(tǒng)組成較為復(fù)雜，其中包括液壓管路、液壓泵、液壓閥、缸體等，液壓缸的行程通過電磁閥接收到接近開關(guān)信號(hào)來控制，其位置鎖止是由鎖止閥控制，若液壓系統(tǒng)存在漏油，液壓缸的行程精度、位置保持精度下降。

電動(dòng)缸系統(tǒng)構(gòu)成相比于液壓缸簡(jiǎn)單，電機(jī)與缸體集成在一起，再加上控制器與線纜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊；電動(dòng)缸行程通過接近開關(guān)控制，高可靠性的接近開關(guān)控制電動(dòng)缸伸縮，行程控制可靠；電動(dòng)缸的伸出通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)控制，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)通過控制器精確控制，使電動(dòng)缸在任何行程內(nèi)的位置都可停止并鎖緊（絲杠自鎖、電機(jī)抱閘），位置鎖止可靠。

測(cè)試性角度分析

液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障難以診斷是目前行業(yè)難題，主要是由于壓力測(cè)試點(diǎn)的選擇較為復(fù)雜，這也導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的測(cè)試和維修困難。

電動(dòng)缸測(cè)試性設(shè)計(jì)時(shí)，合理選擇測(cè)試的方式、方法，合理劃分產(chǎn)品單元并設(shè)置測(cè)試點(diǎn)，方便調(diào)試與維修。

維修性角度分析

液壓缸的維護(hù)分為密封件的檢查與維護(hù)、缸筒的檢查與維護(hù)、活塞桿/導(dǎo)向套的檢查與維護(hù)、緩沖閥的檢查與維護(hù)。

電動(dòng)缸是將電機(jī)、減速器、齒輪減速箱、缸體一體化設(shè)計(jì)，在電動(dòng)缸發(fā)生故障時(shí)容易進(jìn)行故障隔離與故障排查。同時(shí)，由于集成性較高、零部件較少，故障點(diǎn)低，維修概率較小，基本只需進(jìn)行常規(guī)注脂保養(yǎng)。

安全性角度分析

在日常工作中，液壓系統(tǒng)不時(shí)出現(xiàn)安全事故，輕者人員傷亡、重者有生命只憂，甚至導(dǎo)致工作場(chǎng)所的嚴(yán)重破壞。

對(duì)于電動(dòng)缸而言，當(dāng)電動(dòng)缸運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)到電流大于設(shè)定值時(shí)，發(fā)出報(bào)警同時(shí)停止工作，并在驅(qū)動(dòng)器數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)的報(bào)警信息，并將報(bào)警信息反饋給上位機(jī)。電動(dòng)缸具有位置鎖定功能、限流功能，電動(dòng)缸在運(yùn)行過程中發(fā)生斷電的情況下，電動(dòng)缸進(jìn)行自鎖；在電動(dòng)缸發(fā)生故障時(shí)開啟限流，保證負(fù)載及缸的安全性。

保障性角度分析

液壓缸中的液壓油粘度容易受外界溫度影響，當(dāng)液壓缸處于低溫環(huán)境下時(shí)，液壓油粘度變大，液壓油分子間的間隙減小，從而導(dǎo)致液壓油摩擦力變大，液壓缸效率降低；液壓缸在砂塵工況下作動(dòng)時(shí)，若砂塵進(jìn)入到液壓系統(tǒng)內(nèi)，會(huì)減小液壓閥門、液壓泵、液壓管路使用壽命。

電動(dòng)缸主要組成為電機(jī)、減速器、缸體等等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，使用環(huán)境溫度的變化對(duì)電動(dòng)缸運(yùn)行影響小，通常電動(dòng)缸的工作溫度范圍為-40~80攝氏度，電動(dòng)缸在設(shè)計(jì)時(shí)選用滿足高低溫工作性能的電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)器，其中結(jié)構(gòu)件的潤(rùn)滑采用適應(yīng)高低溫潤(rùn)滑脂，使電動(dòng)缸具有良好的溫度適應(yīng)性；電動(dòng)缸安裝面采用橡膠或銅箔進(jìn)行密封，推桿伸出端面采用斯特封防塵圈進(jìn)行防水防塵處理，所以電動(dòng)缸可在水中、砂塵工況下進(jìn)行可靠作業(yè)。

從壽命維度分析

因電動(dòng)缸所有動(dòng)力、傳動(dòng)、執(zhí)行元件均為機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，其壽命可通過L10壽命計(jì)算和動(dòng)態(tài)額定負(fù)載進(jìn)行預(yù)估，而液壓缸的壽命與環(huán)境溫度等外界條件關(guān)系較大，難以進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研，液壓系統(tǒng)壽命一般使用時(shí)間為12000h，按照12小時(shí)工作制進(jìn)行計(jì)算約為4年，而電動(dòng)缸壽命可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行提前計(jì)算、設(shè)計(jì)，理論壽命＞液壓缸。但是，軸承作為電動(dòng)缸的薄弱零部件，其平均無故障使用時(shí)間約為1000h，相比較液壓缸的閥門、管道、液壓油等元器件的無故障使用時(shí)間更低，故電動(dòng)缸更適用于工作間隔更大的工程車，如汽車起重機(jī)、自卸車、推土機(jī)。

電動(dòng)缸選型

常規(guī)電動(dòng)缸

一般常用電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)形式為：直連式、折返式、直角式等，根據(jù)安裝空間的限制可選用不同結(jié)構(gòu)形式的電動(dòng)缸。

同步帶式電動(dòng)缸

同步帶傳動(dòng)式電動(dòng)缸具有以下性能特點(diǎn)：1）傳動(dòng)準(zhǔn)確，工作時(shí)無滑動(dòng)，具有恒定的傳動(dòng)比；2）傳動(dòng)平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪音低；3）同步帶傳動(dòng)效率高，可達(dá)0.98，節(jié)能效果明顯；4）速比范圍大，一般可達(dá)10（齒輪傳動(dòng)電動(dòng)缸考慮齒輪箱大小速比一般在1~1.5），線速度可達(dá)50mm/s，具有較大的功率傳遞范圍可達(dá)幾瓦到幾千瓦；5）可用于長(zhǎng)距離傳動(dòng)，同步帶傳動(dòng)式電動(dòng)缸傳動(dòng)中心距最大可達(dá)10m以上。

高頻電動(dòng)缸

高頻電動(dòng)缸采用螺旋機(jī)構(gòu)通過缸筒限位轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)缸輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈電動(dòng)缸可往返一個(gè)行程，具有高頻特性。高頻電動(dòng)缸與柴油錘打樁機(jī)的動(dòng)力輸出都是以曲柄連桿機(jī)構(gòu)為模型，輸入軸帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，負(fù)載可往返一個(gè)行程。高頻電動(dòng)缸的動(dòng)力輸入有所不同，高頻電動(dòng)缸是通過電機(jī)帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)使活塞（推桿）做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。結(jié)合高頻電動(dòng)缸性能特點(diǎn)以及打樁機(jī)功能，可將高頻電動(dòng)缸應(yīng)用于打樁機(jī)。

伸縮旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)缸

旋挖鉆機(jī)是一種綜合性的鉆機(jī)，它具有成孔速度快，污染少機(jī)動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。旋挖鉆機(jī)工作時(shí)鉆機(jī)動(dòng)力裝置為鉆桿提供扭矩、加壓裝置為鉆桿提供壓力，鉆頭回轉(zhuǎn)破碎沿土，并將沿土裝入鉆頭內(nèi)并將沿土外卸。伸縮旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)缸是一種既前后伸縮往返運(yùn)動(dòng)，同時(shí)能360°任意旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)缸。將伸縮旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)缸的推桿與鉆頭連接完成旋鉆的功能。

緩沖式電動(dòng)缸

推土機(jī)前部裝有大型的金屬推土鏟，使用時(shí)推土產(chǎn)上方的液壓缸伸出放下推土鏟，向前鏟削并推送泥、沙及石塊等，推土鏟位置和角度可以調(diào)整。具有操作靈活、轉(zhuǎn)動(dòng)方便等特點(diǎn)。推土機(jī)工作時(shí)推土鏟容易受到偏向載荷，從而會(huì)影響到作動(dòng)器的壽命。緩沖式電動(dòng)缸在啟動(dòng)、沖擊等過程中的瞬間沖擊載荷作用降低，緩沖式電動(dòng)缸運(yùn)用在推土機(jī)上，作為舉升推土鏟的作動(dòng)器，相比于液壓缸的使用壽命得到有效提高。

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應(yīng)用領(lǐng)域

伺服電動(dòng)缸因其閉環(huán)控制、高精度、高響應(yīng)、高剛性的特點(diǎn)，更利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和信息化的融合，工程車電作動(dòng)系統(tǒng)將在后續(xù)工程機(jī)械領(lǐng)域中廣泛使用。